交流电的产生11.ppt

线圈经过中性面开始计时，以角速度ω绕转动t秒时线圈的感应电动势是多少？ 1. 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动。设线圈ab边长为20cm，ad边长为10cm，磁感应强度 B=0.01T，线圈的转速n=50r/s，求：电动势的最大值及对应的线圈位置。 0.0628V 线圈平面与磁场方向平行。 2. 如图所示：匝数为N、面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中匀速转动，角速度为ω，求线圈从图示位置转过180度时间内的平均感应电动势。 ω . . . E 平均 = S 2N B ω/π 练习 一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势的峰值为 Em=400V，线圈匀速转动的角速度为ω=314rad/s，试写出电动 势瞬时值的表达式。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总 电阻为2000Ω，电路中电流的峰值是多少？写出电流瞬时值的表 达式。 e=EmsinWt=400sin314t 解： 电动势瞬时值的表达式为： 电流峰值为： Im=Em/R=400÷2000=0.2A 电流瞬时值的表达式为： i=ImsinWt=2sin314t * * * 教师看图解释，教师指出：线圈的中性面的位置． 教师强调指出：线圈的中性面． 5.1 交变电流 1、直流电流(DC) 方向不随时间变化的电流 2、交变电流(AC) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流 一、概念 交变电流是如何产生的呢？ 交流发电机模型 二、交变电流的产生 1、线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动 二、交变电流的产生 为了研究问题的方便将立体图转化为平面图 4、某一时刻的感应电动势： e1＝BLv⊥=BL1vsinθ ⑴ cd边感应电流的方向垂直纸面向里流入，ab边垂直纸面向外流出。abcd中感应电动势的大小： e=e1+e5 ⑸ e5=BLv⊥=BL1vsinθ ⑵ θ=ωt ⑷ ⑶ ∴ 1、电动势按正弦规律变化 2、电流按正弦规律变化 3、电压按正弦规律变化 电流i通过R时： 成立条件： 转轴垂直匀强磁场，经中性面时开始计时 2、分析电流的方向 （1）在线圈转动的过程中，那些边会产生感应电动势？ ab边 cd边 （2）在线圈由甲转到乙的过程中，ab边中电流向哪个方向流动？ 丙转到丁呢？ 由a→b 由b→a 线圈转动一周， 多少次经过中性面? 电流方向改变多少次? 思考与讨论： 2 2 分析感应电流的大小： 1：线圈转到什么位置，电流最小（没有电流）？ 线圈转到什么位置，电流最大？ 线圈转到甲、丙位置时线圈中没有电流； 转到乙、丁位置时线圈中电流最大！ 由上面的数据可知电流一定是变化的。 B⊥S Φ最大 E=0 I=0 垂直磁场方向的平面叫做中性面。 线圈经过中性面时，Φ最大，但线圈中的电动势为零。为什么？ 2、感应电流最小的位置 (V // B) ⑴特点： ⑵中性面 N S S N N S V V a b c d a d B∥S Φ=0 E最大 I最大 线圈与磁场平行时，Φ最小，但线圈中的电动势最大。为什么？ (V⊥B) 3、感应电流最大的位置 ⑴特点： N S V V 令 则有 e为电动势在时刻t的瞬时值， Em为电动势的最大值（峰值） Em=NBSω 瞬时值、峰值 正弦交流电 e o Em T/4 2T/4 3T/4 T π/2 π 3π/2 2π ωt t 四、交流电的图像 e 0 Em -Em t i Im -Im t 0 t 0 u e 0 Em -Em t 若从该位置开始计时，感应电动势的表达式该怎样？ (1)正弦交流电 (2)示波器中的锯齿波扫描电压 (3)电子计算机中的矩形脉冲 (4)激光通信中的尖脉冲 五、交变电流的种类 ２、交流电的产生：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速旋转时，线圈中就产生　　　　　 ． １、交变电流：　　　和 　都随时间做 的电流叫做交变电流．电压和电流随时间按　　　 变化的交流电叫正弦交流电 大小 方向 正弦规律 正弦交流电 周期性变化 课堂练习 ３、当线圈平面垂直于磁感线时，线圈各边都不切割磁感线，线圈中没有感应电流，这样的位置叫做　　　　．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，因此线圈转动一周，感应电流方向改变　　　　． 中性面 两次 ４、线圈从中性面开始转动，角速度是ω，线圈中的感应电动势的峰值是Em，那么在任一时刻t感应电动势的瞬时值e为　　　　　　．若电路总电阻为Ｒ，则感应电流的瞬时值Ｉ为　 　　　 ． e 0 Em